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[摘 要]目前国内中低压电网广泛使用KYN系列金属铠装封闭型移开式开关柜，在使用中逐渐暴露出小车触头易于发热、触头发热难以及时发现等问题，造成电气事故给生产带来很大损失。本文以作者的工作实践为依据，从发热点检测、预防性试验及运行管理方面提出了一些针对性解决方法和建议。
[关键词]开关柜 温度监控 在线测温 光纤光栅
中图分类号：TM591 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）24-0300-01
1、KYN开关柜触头发热问题探讨
目前，国内中压开关柜（指电压范围介于3.6～40.5kV电压等级的高压成套开关设备）的主流产品为中置式手车柜。其中，10KV、35KV系统普遍使用KYN系列开关柜，其主要结构特点为：断路器（或其它主要一次元件）做成可移动手车；母线室、断路器室、电缆室、仪表室之间全部用接地的金属封板隔离。
因此，其存在整体密封柜体的散热性差、触头盒的结构不利于触头散热、动静触头对位准确与否无法监测等结构缺陷。实际运行中，由于一次插头在触头盒内，其散热性差，普遍存在额定容量下不能保证长期安全运行，特别是大电流的一次插头发热更严重，曾多次发生崩烧、干式PT爆炸等重大设备事故。造成这种严重发热的原因是：一次插头偏移或接触不良→接触电阻增大→局部发热→触头受损（或触头弹簧变质接触压力变小）→接触电阻再增大（期间可能出现虚接放电）→发热程度加重，如此恶性循环下去，发热越来越严重，最终造成开关柜崩烧。根据《高压开关》2005年第3期“2004年国家电网公司高压开关运行分析”充分说明开关柜的载流故障占所有事故的2.3%，而开关柜占其中77.8%，并且主要集中在12-40.5kV中压开关设备上，主要表现为插头接触不良、插头偏心等原因导致过热，常扩大为绝缘事故。
2、KYN开关柜触头发热隐患的监控措施
根据《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》第11.7.2条的规定“需定期对开关设备的接头部、隔离开关的导电部分（重点部位：触头、出线座等）的设备温升的监视。”对于KYN系列开关柜更应该高度重视运行中触头温度的监控工作。但是，KYN开关柜全密封的特点导致其温度监测必须采取特殊的办法。
2.1 简单改造KYN柜
可以在KYN开关柜后壁开关触头的部位开200×100的观察孔，并制作可关闭的活动门，确保不破坏柜体的密封性能，同时需要的时候可以打开观察孔门通过测试小车静触头导电杆的温度间接监测出头温度。需要注意的是为防止人体误伸入柜内，观察孔最好加装网状防护；另外需要考虑间接测温的误差，除三相六触头对比之外，绝对温度达到55℃后，需要对开关停运检查触头状况。
此方法简单易行，可以推广到对出线电缆头温度的监测，既可以对已运行开关柜实施，也可以在新安装开关柜采购中协议厂家直接改造。
2.2 采用新技术测温（本文简称技术测温）
随着技术的发展，近年出现大量的测温新技术，其中在KYN系列开关柜接点（含触头）测温方面应用效果较好的是无线测温技术和光纤光栅测温技术。
无线测温技术主要是利用电子元件的感温特征，将测温模块（含电路）直接贴装于电气连接接点，测温元件与温度监控单元之间采用特定的无线电波进行信息传递，温度监控单元可以直接显示所测接点的温度，或者通过RS485接口统一上传到变配电监控后进行远程监视。此类方法，有效的解决了高压接点测温中的绝缘隔离问题，但是存在易于受电磁干扰、测温元件电源电池需要定期更换等问题。
光纤光栅测温技术是利用激光在光纤中传输时产生的自发喇曼（Raman）散射和光时域反射（OTDR）原理来获取空间温度分布信息。当在光纤中注入一定能量和宽度的激光脉冲时，它在光纤中向前传输的同时不断产生后向喇曼散射光，这些后向喇曼散射光的强度受所在光纤散射点的温度影响而有所改变，散射回来的后向喇曼光经过光学滤波、光电转换、放大、模-数转换后，送入信号处理器，便可将温度信息实时计算出来，同时根据光纤中光的传输速度和后向光回波的时间对温度信息定位。由于后向喇曼散射光的强度非常微弱，因此测温系统需要非常高的处理增益、非常低的噪声电平才能检测到该信号；同时为了实现足够高的空间定位精度，系统必须具有足够高的时间分辨率，即带宽和采样频率。
这两种系统都可以使用专用软件组网，实现对开关柜接点的远程、实时测温。缺点是系统一次投资较大，且测温元件安装于接点附近，检修工作中易于破坏测温元件或测温线路。
2.3 测温方式的选择
综上所述，两种测温方法各有优缺点。2.1方法投资小见效快，基本不需要运行维护，但需要人工测温；2.2方法可以实现温度的实时监控，但投资较大，系统安装维护复杂；实际工作中可根据不同的需要进行选择。
3、KYN开关柜触头发热隐患的预防措施
KYN开关柜的触头发热隐患可以采取以下措施进行预防
3.1 加强运行管理
针对KYN开关柜触头易于发热的问题，有必要在运行管理工作中进行针对性的强化。根据经验，可以采取以下措施：
a、春秋检中，专门检查动、静触头的磨损情况，小车轨道及挡板的完好情况，发现隐患及时处理；
b、开关过电流或短路跳闸后，必须拉出小车检查动、静触头的磨损情况，发现磨损及时更换；
c、日常巡检中应侧重检查柜内有无放电声，一旦发现必须对开关柜进行整体检查，特别是检查触头有无放电痕迹；
3.2 增加触头接触电阻测试试验项目
除外观检查之外，可以通过精确测量确定触头接触程度。在KYN开关柜上，需要在开关上下母线之间测量直流电阻，其电阻值减去真空断路器接触电阻即为小车上下触头接触电阻之和。此方法可以及时发现由于触头弹簧弹性变软引起接触压力不足造成的发热。需要注意的是，为克服真空开关触头产生的氧化薄膜对测试的影响，必须使用100A以上的专用直阻测试仪进行测试。
4、结束语
本文针对KYN系列开关柜触头发热问题所采取的针对性措施，均是作者在实际工作中采用或接触到的一些措施，并切实对于KYN柜触头发热问题的解决起到了一定作用。但实际应用中也许还有更好更实用的方法，欢迎大家交流。
[关键词]开关柜 温度监控 在线测温 光纤光栅
中图分类号：TM591 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）24-0300-01
1、KYN开关柜触头发热问题探讨
目前，国内中压开关柜（指电压范围介于3.6～40.5kV电压等级的高压成套开关设备）的主流产品为中置式手车柜。其中，10KV、35KV系统普遍使用KYN系列开关柜，其主要结构特点为：断路器（或其它主要一次元件）做成可移动手车；母线室、断路器室、电缆室、仪表室之间全部用接地的金属封板隔离。
因此，其存在整体密封柜体的散热性差、触头盒的结构不利于触头散热、动静触头对位准确与否无法监测等结构缺陷。实际运行中，由于一次插头在触头盒内，其散热性差，普遍存在额定容量下不能保证长期安全运行，特别是大电流的一次插头发热更严重，曾多次发生崩烧、干式PT爆炸等重大设备事故。造成这种严重发热的原因是：一次插头偏移或接触不良→接触电阻增大→局部发热→触头受损（或触头弹簧变质接触压力变小）→接触电阻再增大（期间可能出现虚接放电）→发热程度加重，如此恶性循环下去，发热越来越严重，最终造成开关柜崩烧。根据《高压开关》2005年第3期“2004年国家电网公司高压开关运行分析”充分说明开关柜的载流故障占所有事故的2.3%，而开关柜占其中77.8%，并且主要集中在12-40.5kV中压开关设备上，主要表现为插头接触不良、插头偏心等原因导致过热，常扩大为绝缘事故。
2、KYN开关柜触头发热隐患的监控措施
根据《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》第11.7.2条的规定“需定期对开关设备的接头部、隔离开关的导电部分（重点部位：触头、出线座等）的设备温升的监视。”对于KYN系列开关柜更应该高度重视运行中触头温度的监控工作。但是，KYN开关柜全密封的特点导致其温度监测必须采取特殊的办法。
2.1 简单改造KYN柜
可以在KYN开关柜后壁开关触头的部位开200×100的观察孔，并制作可关闭的活动门，确保不破坏柜体的密封性能，同时需要的时候可以打开观察孔门通过测试小车静触头导电杆的温度间接监测出头温度。需要注意的是为防止人体误伸入柜内，观察孔最好加装网状防护；另外需要考虑间接测温的误差，除三相六触头对比之外，绝对温度达到55℃后，需要对开关停运检查触头状况。
此方法简单易行，可以推广到对出线电缆头温度的监测，既可以对已运行开关柜实施，也可以在新安装开关柜采购中协议厂家直接改造。
2.2 采用新技术测温（本文简称技术测温）
随着技术的发展，近年出现大量的测温新技术，其中在KYN系列开关柜接点（含触头）测温方面应用效果较好的是无线测温技术和光纤光栅测温技术。
无线测温技术主要是利用电子元件的感温特征，将测温模块（含电路）直接贴装于电气连接接点，测温元件与温度监控单元之间采用特定的无线电波进行信息传递，温度监控单元可以直接显示所测接点的温度，或者通过RS485接口统一上传到变配电监控后进行远程监视。此类方法，有效的解决了高压接点测温中的绝缘隔离问题，但是存在易于受电磁干扰、测温元件电源电池需要定期更换等问题。
光纤光栅测温技术是利用激光在光纤中传输时产生的自发喇曼（Raman）散射和光时域反射（OTDR）原理来获取空间温度分布信息。当在光纤中注入一定能量和宽度的激光脉冲时，它在光纤中向前传输的同时不断产生后向喇曼散射光，这些后向喇曼散射光的强度受所在光纤散射点的温度影响而有所改变，散射回来的后向喇曼光经过光学滤波、光电转换、放大、模-数转换后，送入信号处理器，便可将温度信息实时计算出来，同时根据光纤中光的传输速度和后向光回波的时间对温度信息定位。由于后向喇曼散射光的强度非常微弱，因此测温系统需要非常高的处理增益、非常低的噪声电平才能检测到该信号；同时为了实现足够高的空间定位精度，系统必须具有足够高的时间分辨率，即带宽和采样频率。
这两种系统都可以使用专用软件组网，实现对开关柜接点的远程、实时测温。缺点是系统一次投资较大，且测温元件安装于接点附近，检修工作中易于破坏测温元件或测温线路。
2.3 测温方式的选择
综上所述，两种测温方法各有优缺点。2.1方法投资小见效快，基本不需要运行维护，但需要人工测温；2.2方法可以实现温度的实时监控，但投资较大，系统安装维护复杂；实际工作中可根据不同的需要进行选择。
3、KYN开关柜触头发热隐患的预防措施
KYN开关柜的触头发热隐患可以采取以下措施进行预防
3.1 加强运行管理
针对KYN开关柜触头易于发热的问题，有必要在运行管理工作中进行针对性的强化。根据经验，可以采取以下措施：
a、春秋检中，专门检查动、静触头的磨损情况，小车轨道及挡板的完好情况，发现隐患及时处理；
b、开关过电流或短路跳闸后，必须拉出小车检查动、静触头的磨损情况，发现磨损及时更换；
c、日常巡检中应侧重检查柜内有无放电声，一旦发现必须对开关柜进行整体检查，特别是检查触头有无放电痕迹；
3.2 增加触头接触电阻测试试验项目
除外观检查之外，可以通过精确测量确定触头接触程度。在KYN开关柜上，需要在开关上下母线之间测量直流电阻，其电阻值减去真空断路器接触电阻即为小车上下触头接触电阻之和。此方法可以及时发现由于触头弹簧弹性变软引起接触压力不足造成的发热。需要注意的是，为克服真空开关触头产生的氧化薄膜对测试的影响，必须使用100A以上的专用直阻测试仪进行测试。
4、结束语
本文针对KYN系列开关柜触头发热问题所采取的针对性措施，均是作者在实际工作中采用或接触到的一些措施，并切实对于KYN柜触头发热问题的解决起到了一定作用。但实际应用中也许还有更好更实用的方法，欢迎大家交流。